LED作为光源广泛应用于多种便携式产品中，如手持终端、手机、GPS等显示屏的背光源，以及某些产品中的装饰性光源等。市场对LED驱动和管理芯片的需求也随之增强，除了高解析度和高像素的要求外，多数手机还配置了双屏显示。此外，设计人员还要求音频同步光源和个性化可编程的LED光源模式。

新的应用对LED提出了更多要求，如对于白光LED的更先进的亮度控制、真正线性控制、更强大的调节能力以及防止音频噪声；闪光灯LED电路则要求电流的安全控制，而所有这些功能都要求更高的集成度。

标准的LED光源（白光源）解决方案

背光源中有两种连接方式，即并联和串联。串联LED方式，可以使显示屏连接线路简单，但是需要稳压电路。串联LED需要较高的电压，一般通过电感升压实现，其特点是效率高，能够保证电流匹配，但是具有EMI高、体积大、成本高的缺点。并联LED则外形小巧，成本低，但是每个LED需要单独的接线及匹配的电流源，并且效率较低。

白光LED的亮度控制可以使用PWM调节来实现，直接PWM控制是最简单的方法，但是客户往往对PWM频率有限制，且该方法可能会产生音频噪声。避免潜在音频噪声的方法之一是采用模拟电压，即将系统的数模转换器的输出模拟电压连接到LED驱动芯片的电压反馈或电流设置引脚，令芯片以为已达到LED所需的电流，从而改变LED的亮度。也可以通过数字控制方法实现亮度调节，具体方法是将几个GPIO的输出通过电阻连接到芯片的反馈引脚，改变I/O的输出可以使反馈电路的等效电阻发生变化，进而改变反馈电流。如果电路中没有可用的GPIO管脚，可以通过外部连接MOSFET的方式实现相似的效果。
上述方法只能实现单一的亮度调节，功能有限，通常，先进的芯片中还将集成I 2 C总线接口，允许实现可编程的亮度控制。国家半导体（NS）公司提供了多种解决方案，可支持单、双屏显示，以及串并联LED。

图1 LM27965的典型应用电路（略）

LM27965是NS公司提供的一款支持I 2 C接口的电荷泵式白光LED驱动芯片，它提供了三组独立的LED驱动，可以用于系统中的主屏背光、副屏或键盘背光以及LED指示灯。I 2 C接口使系统可以单独控制这些LED的开关以及亮度。由于该芯片是基于自适应多增益的开关电容原理，所以效率高达90%，配置灵活。此外该芯片还针对人类的视觉特点进行了亮度控制优化。低亮度调节级数多，以配合人的视觉对低亮度较敏感的特性。

LM27966则是一款单屏应用的芯片，其特性与LM27865完全一致。

LM3509是另外一款支持双屏的LED驱动芯片，基于电感式DC-DC升压设计，可以支持两路并行输出（可以是两路LED，或者一路LED加一路OLED）。同样它提供了I 2 C接口 ，供用户实现复杂高级的配置。该芯片的工作效率可以达到87%，可以输出30mA的工作电流。提供了间隔时间可编程的亮度变化，支持非线性亮度控制以及渐入渐出效果。

图2 LM3509的典型应用电路（略）

图3 LM254的典型电路（略）

闪光灯驱动电路

LM2754是NS公司最新推出的一款闪光灯驱动电路，它采用了电荷泵方案，完整解决方案的尺寸小于28mm 2 ，可以连接4路LED，或者将D1～D4管脚短接驱动一颗LED。可以提供800mA的闪光灯模式或者200mA的手电筒模式。设置了TX引脚，防止RF和闪光灯同时以大电流工作，防止系统死机或误传输。此外，芯片还设置了超时保护电路，防止LED因过热而损坏。

图4 LM2754的启动电流和LED电流（略）

图5 LP3950彩色LED音频同步驱动电路（略）

集成式光源解决方案集成度更高、更节省板级尺寸。国半公司的亮度管理单元LMU芯片把基本的亮度（如背光、LED指示、装饰性的RGB灯等）管理功能作了集成，并且可以根据发光亮度和环境光照情况进行LED灯的发光补偿，以及与音频的同步等。

LP3950的最大特点是集成了音频同步功能，它具有两种彩色LED音频同步模式，即振幅和频率。支持跟踪速度控制、自动增益控制和可选择增益，用于优化输入信号。

LP3954则是一种“一站式”的解决方案，它具有两组白光LED，两组RGB，具有音频同步功能。它可以接收外部光照信号，进行白光LED照明补偿，并具有单路闪光灯驱动控制电路。

国半公司还提供了先进的光源控制芯片，具有高频PWM亮度控制，避免了音频噪声的发生，具有真正的亮度控制和渐亮渐灭控制。所有的芯片都有高电流匹配，并可支持开关电容器LED驱动电路。光源管理芯片提供了整流升压模块，具有I 2 C兼容的数字接口，可通过软件实现高级控制。同时芯片提供了音频同步和环境光照明补偿接口，支持闪光灯LED驱动电路。

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问答选编

问：能否推荐目前用于2节AA或者AAA电池供电的 高效便携式电源解决方案？

答：如果需要利用两节干电池得到一个更高的电压，可以使用升压芯片LM2623，其启动电压为1.1V，工作 范围为0.8V－14V。

问：对于LED的短路及开路，有何保护措施?

答：国半LED驱动芯片内部都会置有短路保护电路，用以防止负载LED灯短路的情况， 以避免进一步损坏整个电路。开路时，内部工作电路也能够确保正常 工作。

问：闪光LED大多为串联还是并联？

答：取决于应用方式，有些TFT屏的背光是串连的，有些是并联的。串联的好处是电流一致，但电压高。 并联电压低，但要求均流。

问 ：OLED和通常的LED在发光和亮度控制上有何区别?

答：从电源的角度看，OLED一般需要一路稳定的偏压， 而LED需要更多额外的电流管理。

问：多组LED如何实现电流平衡？

答：在串联的LED串内部，各个LED具有完全相同的电流 ；而在不同的LED串之间，精确匹配的电流源可 以 确保各组并联LED串之间的电流匹配精度高达 0 .2％，保证各LED灯电流的完全 匹配。

问：能否详细介绍自动调光的原理和解决方案?

答：自动调光是指芯片按照预先设定的亮度变化间隔实现亮度变化，从而达到淡入淡出的亮度变化 效果。

问：闪光灯的充电时间和哪些因素有关?

答：闪光灯充电时间的快慢取决于电容的大小和充电 电 流的大小。电容充电电流的大小取决于充电回 路 电阻的大小。这个回路包括电池的内阻和灯内 电 容充电的限流电阻。限流电阻的阻值一般是固 定的，如果电池内阻很小，整个回路的电阻就比较 小 ，充电电流比较大，充电速度较快。反之，如果电 池 内阻较大，充电电流相对较小，则充电速度较慢。

问：对于PWM亮度控制，如何有效的降低音频噪声？

答：音频噪声问题是由于普通的PWM控制采用音频范围内的控制频率，使得电路中一些器件在音频频率内振动，进而引起噪声。国半的LM3508可以实现 高达100kHz的PWM调光频率，从而完全避免音频 噪声出现。

问：串联LED和并联LED都有自己的缺点，在实际使用中应如何选择？

答：串联LED和并联LED都有自己的优缺点，在个别情况下，也可以采用混合的串联/并联方式。对串联、 并 联或混联的应用没有绝对的答案，这要取决于应用的需要，每种配置方案都有本身的优点和不足之 处。

问：LM2754 TX引脚的作用是什么？

答：TX引脚用于避免在GSM脉冲传输时有可能产生的 过流。

问：能否介绍电荷泵的升压原理?

答：电荷泵是以电容器作为储能器件的开关式电源转换器，电荷泵根据锂电池特性有多个自适应的增益 级数：1、1.5及2倍等。